复杂曲面拟合与误差分析研究

发布时间：2017-08-31 16:43

  本文关键词：复杂曲面拟合与误差分析研究

  更多相关文章： 曲面拟合 自适应 ICP 误差分析 STL 最小二乘法

【摘要】：近年来,由于工业科技的快速发展,特别是新型数字控制机床技术的进步,从传统的机床到如今的超级加工中心以及组合机床,包括CAD/CAM等现代化技术手段。零件的种类也越来越趋近于多样化,从简单的形状几何体到复杂曲面化的零件,并且自由复杂曲面的应用场合日益广泛,同时在尺寸精度上的要求越来越高,那么复杂曲面零件的生产和测量变成了重中之重,学者们面临着如何提高复杂曲面零件加工精度这一难题。本文主要对复杂曲面的拟合与误差分析进行了相关的探索与研究。本文主体内容如下:本文在曲面拟合过程中主要分为两个步骤,即先粗拟合后精拟合。粗拟合使用了微分进化法求初值相近值;精拟合则利用了坐标轮换等方法求得初值的精确值,此种方法的运用,解决了迭代速度过慢的缺点,促进了曲面拟合工作的进展。应用了截交线原理,实现了对曲线、曲面依照曲率自适应采样。本文介绍了轮廓度公差概念,误差分析评定的相关模型。在曲面拟合过程中,为消除不利因素的影响,采用了坐标转换、局部坐标对齐的方法,运用了最小二乘法简化了运算过程,最后使用了迭代最近点法以及只适用于平缓曲面的投影法构建了误差评定的理论基础。本文开展了自适应数据样本采集,测点规划及其相关误差分析评定工作,进行了算例验证和仿真分析,通过STL模型自动拾取,以及基于此拾取后数据点自适应生成技术进行曲面拟合,对比最近点迭代法和投影法,并进行相关误差分析,结果证明本文应用的算法具有效率高、稳定性强等特点,具有较好的实际应用意义。
【关键词】：曲面拟合 自适应 ICP 误差分析 STL 最小二乘法
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH161.1
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 论文研究背景及意义11-13
• 1.1.1 研究背景11-13
• 1.1.2 研究意义13
• 1.2 形状误差的国内外研究现状13-15
• 1.2.1 国外研究现状13-14
• 1.2.2 国内研究现状14-15
• 1.3 主要研究内容15-17
• 第2章 复杂曲面拟合技术研究17-29
• 2.1 引言17
• 2.2 问题描述17-19
• 2.3 基于微分进化法的曲面粗拟合19-20
• 2.4 结合最小二乘与最小条件原则的曲面精拟合20-22
• 2.5 Bézier曲线理论22-27
• 2.5.1 Bézier曲线定义22-23
• 2.5.2 Bézier曲线性质23
• 2.5.3 B-spline曲线理论23-27
• 2.6 本章小结27-29
• 第3章 自适应的曲线曲面拟合法29-37
• 3.1 概述29-30
• 3.2 数据点提取30-33
• 3.2.1 STL格式30-32
• 3.2.2 关于截交线的数学推理32-33
• 3.3 自适应样本点获取33-36
• 3.3.1 样本点的微积分提取思想33-35
• 3.3.2 复杂曲面数据点采样方法35-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第4章 复杂曲面误差分析37-55
• 4.1 轮廓度公差37-38
• 4.2 误差分析评定模型38-41
• 4.3 最小二乘法41-50
• 4.3.1 数学模型41-42
• 4.3.2 局部坐标系对齐42-46
• 4.3.3 ICP算法46-47
• 4.3.4 曲面误差评定47-50
• 4.4 投影法50-53
• 4.4.1 投影法数学表达50-51
• 4.4.2 关于平面度误差评定方法简介51-52
• 4.4.3 曲面误差分析52-53
• 4.5 本章小结53-55
• 第5章 仿真与结果分析55-71
• 5.1 测点自适应生成55-59
• 5.1.1 截交线采样计算55-57
• 5.1.2 截交曲面采样计算57-59
• 5.2 测点规划59-65
• 5.3 复杂曲面误差分析65-70
• 5.3.1 ICP法与投影法65-68
• 5.3.2 曲面误差评定68-70
• 5.4 本章小结70-71
• 第6章 总结与展望71-73
• 6.1 总结71-72
• 6.2 展望72-73
• 参考文献73-79
• 致谢79

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本文编号：766745